发明名称 互补式金氧半双差动电流运输器及其应用之积分电路和滤波电路
摘要 一种互补式金氧半双差动电流运输器,以及其应用之积分电路各滤波电路。适用于高频积体电路中,较之知的双差动放大器可减少所需放大器数目。由本发明之互补式金氧半双差动电流运输器构成之积分电路,仅需接地电容,以及一接地电阻或一操作于线性区之场效电晶体做为电阻,并且可实现多重输入积分电路。本发明之双差动电流运输器包括一第一差动对、一第二差动对、一主动负载电流镜、一回授装置、以及一输出装置。利用该回授装置将其第四输入信号端的电压等于第一输入信号端减去第二输入信号端再加上第三输入信号的电压和;利用该输出装置,使第四输入信号端的电流等于输出信号的电流。
申请公布号 TW279261 申请公布日期 1996.06.21
申请号 TW084101677 申请日期 1995.02.23
申请人 行政院国家科学委员会 台北巿和平东路二段一○六号十八楼 发明人 刘深渊
分类号 H01L27/105;H01L49/00 主分类号 H01L27/105
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 2.如申请专利范围第1项所述之互补式金氧半双差 动电流 运输器,其中该第一差动对包括: 一第一NMOS场效电晶体,其闸极为该第一差动对之 该正相 输入端,其汲极为该第一差动对之该负相输出端; 一第二NMOS场效电晶体,其闸极为该第一差动对之 该负相 输入端,其汲极为该第一差动对之该正相输出端; 一第一电流源,其电流输入端耦接至该第一NMOS场 效电晶 体的源极及该第二NMOS场效电晶体的源极,其电流 输出端 耦接至该低电压电源。3.如申请专利范围第1项所 述之互补式金氧半双差动电流 运输器,其中该第二差动对包括: 一第三NMOS场效电晶体,其闸极为该第二差动对之 该正相 输入端,其汲极为该第二差动对之该负相输出端; 一第四NMOS场效电晶体,其闸极为该第二差动对之 该负相 输入端,其汲极为该第二差动对之该正相输出端; 一第二电流源,其电流输入端耦接至该第三NMOS场 效电晶 体的源极及该第四NMOS场效电晶体的源极,其电流 输出端 耦接至该低电压电源。4.如申请专利范围第1项所 述之互补式金氧半双差动电流 运输器,其中该回授装置系利用场效电晶体之闸极 电压和 汲极电压反相关系,达到负回授的作用。5.如申请 专利范围第1项所述之互补式金氧半双差动电流 运输器,其中该输出装置系利用电流镜电路,使得 该输出 信号之电流等于该第四输入信号之电流。6.一种 积分电路,该积分电路包括: 一互补式金氧半双差动电流运输器,该互补式金氧 半双差 动电流运输器具有一第一输入信号端,一第二输入 信号端 ,一第三输入信号端,一第四输入信号端及一输出 信号端 ,用以使得该第一输入信号端及该第三输入信号端 的电压 和等于该第二输入信号及该第四输入信号端的电 压和,该 第一输入信号端、该第二输入信号端与该第三输 入信号端 的电流均为零,并且该第四输入信号端之电流等于 该输出 信号端之电流,其中该第一输入信号端和该第三输 入信号 端均接地,该第二输入信号端为该积分电路之输入 端,该 输出信号端为该积分电路之输出端; 一电阻式场效电晶体,操作于线性区,其闸极耦接 于一参 考高电压,其源汲通路耦接于该互补式金氧半双差 动电流 运输器之该第二输入信号端和该第四输入信号端 之间,做 为线性电阻之用; 一积分电容,耦接于该输出信号端和接地之间,而 流经该 积分电容之电流等于流经该电阻式场效电晶体之 汲极电流 ,该积分电容的电压为该积分电路之输入端信号的 积分。7.如申请专利范围第6项所述之积分电路,其 中该积分电 路尚包括: 一补偿电路,耦接于该互补式金氧半双差动电流运 输器之 该第二输入信号端与接地之间,用以补偿该电阻式 场效电 晶体和该互补式金氧半双差动电流运输器造成之 高频效应 。8.如申请专利范围第6项所述之积分电路,其中该 积分电 路之输入端和输出端信号为反相关系。9.一种积 分电路,可适用于复数输入端的积分,该积分电 路包括: 一互补式金氧半双差动电流运输器,该互补式金氧 半双差 动电流运输器具有一第一输入信号端,一第二输入 信号端 ,一第三输入信号端,一第四输入信号端及一输出 信号端 ,用以使得该第一输入信号端及该第三输入信号端 的电压 和等于该第二输入端及该第四输入信号端的电压 和,该第 一输入信号端、该第二输入信号端与该第三输入 信号端的 电流均为零,并且该第四输入信号端之电流等于该 输出信 号端之电流,其中该第一输入信号端,该第二输入 信号端 及该第三输入信号端耦接至该积分电路之第一输 入信号、 第二输入信号、及第三输入信号,该输出信号端为 该积分 电路之输出信号; 一接地电阻,耦接于该互补式金氧半双差动电流运 输器之 该第四输入信号端和接地之间,使得流经该接地电 阻的电 流正比于该第一输入信号电压减去该第二输入信 号电压再 加上该第三输入信号电压之値; 一积分电容,耦接于该互补式金氧半双差动电流运 输器的 该输出信号端与接地之间,使得流经该积分电容之 电流等 于该互补式金氧半双差动电流运输器的该第四输 入信号端 之电流,该积分电容之电压为该第一输入信号减去 该第二 输入信号加该第三输入信号的电压値之积分。10. 一种三阶低通滤波电路,该三阶低通滤波电路包括 : 一第一互补式金氧半双差动电流运输器,其第一输 入信号 端接至该三阶低通滤波电路之输入端,其第二输入 信号端 耦接至其输出信号端; 一第一电容,耦接于该第一互补式金氧半双差动电 流运输 器之该输出信号端与接地之间; 一第二互补式金氧半双差动电流运输器,其第一输 入信号 端、第三输入信号端、以及其输出信号端均接地, 其第二 输入信号端耦接至该第一互补式金氧半双差动电 流运输器 之第四输入信号端; 一第一场效电晶体,其闸极耦接至一参考电压,其 源汲通 路耦接于该第二互补式金氧半双差动电流运输器 之该第二 输入信号端和其第四输入信号端之间; 一第三互补式金氧半双差动电流运输器,其第一输 入信号 端耦接至该第一互补式金氧半双差动电流运输器 的该输出 信号端,其第二输入信号端接地,其输出信号端耦 接至该 第一互补式金氧半双差动电流运输器之第三输入 信号端; 一第二电容,耦接于该第二互补式金氧半双差动电 流运输 器之该输出信号端与接地之间; 一第四互补式金氧半双差动电流运输器,其第一输 入信号 端、第三输入信号端、以及其输出信号端均接地, 其第二 输入信号端耦接至该第三互补式金氧半双差动电 流运输器 之第四输入信号端; 一第二场效电晶体,其闸极耦接至该参考电压,其 源汲通 路耦接于该第四互补式金氧半双差动电流运输器 之该第二 输入信号端和其第四输入信号端之间; 一第五互补式金氧半双差动电流运输器,其第一输 入信号 端耦接至该第三互补式金氧半双差动电流运输器 的该输出 信号端,其第三输入信号端接地,其第二输入信号 端耦接 至其输出信号端以及该第三互补式金氧半双差动 电流运输 器之第三输入信号端; 一第三电容,耦接于该第三互补式金氧半双差动电 流运输 器之该输出信号端与接地之间; 一第六互补式金氧半双差动电流运输器,其第一输 入信号 端、第三输入信号端、以及其输出信号端均接地, 其第二 输入信号端耦接至该第五互补式金氧半双差动电 流运输器 之第四输入信号端; 一第三场效电晶体,其闸极耦接至该参考电压,其 源汲通 路耦接于该第六互补式金氧半双差动电流运输器 之该第二 输入信号端和其第四输入信号端之间。11.如申请 专利范围第10项所述之三阶低通滤波电路,其 中尚包括一补偿电容,耦接于该第二互补式金氧半 双差动 电流运输器之该第二输入信号端与接地之间,用以 补偿该 第一场效电晶体和该第一互补式金氧半双差动电 流运输器 及该第二互补式金氧半双差动电流运输器造成之 高频效应 。12.如申请专利范围第10项所述之三阶低通滤波 电路,其 中尚包括一补偿电容,耦接于该第四互补式金氧半 双差动 电流运输器之该第二输入信号端与接地之间,用以 补偿该 第二场效电晶体和该第三互补式金氧半双差动电 流运输器 及该第四互补式金氧半双差动电流运输器造成之 高频效应 。13.如申请专利范围第10项所述之三阶低通滤波 电路,其 中尚包括一补偿电容,耦接于该第六互补式金氧半 双差动 电流运输器之该第二输入信号端与接地之间,用以 补偿该 第三场效电晶体和该第五互补式金氧半双差动电 流运输器 及该第六互补式金氧半双差动电流运输器造成之 高频效应 。14.如申请专利范围第10项所述之三阶低通滤波 电路,其 中该滤波电路系由信号流程图方法所组成。图示 简单说明: 第1图为本发明之互补式金氧半双差动电流运输器 的电路 符号。 第2图为本发明之互补式金氧半双差动电流运输器 的电路 图。 第3图为本发明之互补式金氧半双差动电流运输器 构成的 积分电路图。 第4图为本发明之互补式金氧半双差动电流运输器 构成的 另一积分电路图。 第5图为本发明所提出之电路合成的三阶低阶滤波 电路( 其涟波频宽为1.0MHz,上下振动0.1dB)。
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